Загрязнение окружающей среды
Загрязнение окружающей среды
тяжёлыми металлами
при переработке ванадийсодержащих отходов
А.Б. Ермаченко, В.С. Котов, И.Б. Пономарёва,
Т.П. Ермаченко, А.А. Поронник
Донецкий государственный медицинский университет им. М. Горького
При высокой потребности промышленности Украины в ванадиевых ферросплавах значительное количество их закупается на мировом рынке. Комплексная переработка ванадийсодержащих отходов различных производств с одной стороны, способствует созданию безотходных технологий, а с другой – является потенциальным источником вторичного загрязнения окружающей среды.
При производстве чёрных металлов ванадий переходит из руды в чугун; последующий конвертерный передел сопровождается переходом ванадия в шлак (табл. 1).
Таблица 1. Состав ванадийсодержащих шлаков, %
V2O5
SiO2
CaO
MgO
MnO
TiO2
Cr2O3
Металло включения
13-27
10-18
0,5-6,0
0,1-6,0
8-14
0,1-17
0,1-7,0
8-17
Из шлака его выщелачивают путём гидрометаллургического передела (при этом получают V2O5) или восстанавливают пирометаллургическими процессами, получая ванадиевые ферросплавы.
Зола тепловых электростанций Донбасса, содержащая до 35% окиси ванадия, используется на металлургическом комбинате "Азовсталь" для получения ванадийсодержащих лигатур (табл.2).
Анализ распространения тяжёлых металлов в окружающей среде показал наличие значительного загрязнения элементов биосферы ванадием, никелем, молибденом. Ввиду недостаточной эффективности существующих систем улавливания газообразных выбросов в окружающую
среду поступает большое количество металлов, которые мигрируют и накапливаются в воде, почвах, растениях, создавая устойчивое смещение природного равновесия биосферы.
Таблица 2. Состав зольных отходов тепловых электростанций, %
V2O5
SiO2
CaO
MgO
MnO
Al2O3
K2O
NiO
SO3
FeO
33-35
2-3
2-3
0,8-1,1
0,2-0,3
4-5
0,5-0,8
8-10
8-12
15-19
ПДК ванадия (V) оксида в атмосферном воздухе установлен на уровне 0,002 мг/м3 и он относится к І классу опасности.
Была проведена оценка состояния окружающей среды в районе производства ванадийсодержащих лигатур на удалении 500,1000 и 2000м от источника выбросов. Определение ванадия, никеля, молибдена проводилось методом атомно-абсорбционной спектрофотометрии.
В результате исследований установлено, что содержание металлов в почве снижалось с удалением от источника выбросов. Так, на расстоянии 500-1000 м средние концентрации ванадия, никеля и молибдена составляли 320; 4,9 и 6,5 мг/кг, на расстоянии 2000 м соответственно 250; 3,5 и 4,6 мг/кг. Такие высокие уровни тяжёлых металлов свидетельствуют об их накоплении за длительный период работы металлургического комбината.
В воде водоёмов, расположенных на различном удалении от источника выбросов, содержание металлов оставалось примерно на одном уровне: ванадий- 0,20-0,24; никель- 0,21-0,27; молибден- 0,19-0,27 мг/л.
При изучении дисперсного состава продуктов загрязнения воздушной среды установлено, что ванадий присутствует в частицах размером 0,01-0,15 мкм (в виде соединений V2O5, реже V2O3), в частицах более 0,5 мкм он не был обнаружен.
Анализ распределения металлов в воздушном бассейне показал, что среднесуточные концентрации ванадия были наиболее высокими на расстоянии до 500 м от источника выбросов (таб. 3).
Таблица 3.Содержание тяжёлых металлов в атмосферном воздухе на различном расстоянии от производства ванадийсодержащих лигатур
Соединение
Расстояние, м
Концентрация, мг/м3
min
max
V2О5
500
0,0059
0,0096
1000
0,0048
0,0076
2000
0,0032
0,0061
Ni
500
0,00084
0,00136
1000
0,00075
0,00100
2000
0,00052
0,00078
Mo
500
0,00030
0,00057
1000
0,00020
0,00047
2000
0,00017
0,00030
Таким образом, уровни загрязнения атмосферного воздуха, почв и вод водоёмов тяжёлыми металлами в окрестностях металлургического комбината в большинстве исследованных проб превышали установленные гигиенические нормативы.
Следует отметить, что переработка ванадийсодержащих отходов требует совершенствования санитарно-технических и технологических мероприятий по предотвращению загрязнения окружающей среды в районе размещения металлургического производства.
Схожие публикации: